Wyniki 1-7 spośród 7 dla zapytania: authorDesc:"Janusz Kapuśniak"

Otrzymywanie i przemysłowe zastosowanie skrobi utlenionych


  Przedstawiono przegląd metod utleniania skrobi za pomocą różnych utleniaczy z ewentualnym zastosowaniem katalizatorów. Opisano także zastosowania uzyskanych produktów w różnych gałęziach przemysłu. A review, with 106 refs., of methods for starch oxidation and uses. W ostatnich latach coraz bardziej rośnie zainteresowanie materiałami opartymi na przyjaznych dla środowiska naturalnych polisacharydach. Szczególne miejsce wśród nich zajmuje skrobia będąca jednym z bardziej obiecujących surowców do produkcji materiałów biodegradowalnych1). Skrobia jest odnawialnym i biodegradowalnym polimerem, szeroko dostępnym, tanim oraz ulegającym rozkładowi do nietoksycznych produktów2). Skrobia jest wielocukrem występującym w postaci ziarnistej w organach pewnych roślin i składającym się prawie wyłącznie z reszt α-D-glukozy. Z chemicznego punktu widzenia skrobia nie jest jednorodna. Składa się z dwóch polisacharydów: liniowej amylozy i rozgałęzionej amylopektyny3, 4). Stanowią one w przybliżeniu 98-99% suchej masy. Stosunek obu tych poliglukanów w skrobi zależy od jej pochodzenia. Skrobie woskowe zawierają mniej niż 15% amylozy, "zwykłe" skrobie 20-35%, zaś wysokoamylozowe ponad 40% tego biopolimeru5). Poza amylozą i amylopektyną w ziarenkach skrobiowych występują także inne składniki. Są to woda, lipidy, proteiny oraz niewielkie ilości (poniżej 0,4%) składników mineralnych (związków wapnia, magnezu, fosforu, potasu i sodu), które z wyjątkiem związków fosforu mają niewielkie znaczenie funkcjonalne5-7). Kształt i wielkość ziarenek skrobiowych są charakterystyczne dla danego rodzaju skrobi, co wiąże się z jej pochodzeniem botanicznym8- 11). Ziarenka skrobi ziemniaczanej są największe spośród wszystkich znanych do tej pory rodzajów skrobi. Ma to wpływ na większą łatwość pęcznienia, a co za tym idzie także na większą Akademia im. Jana Długosza w Częstochowie Przemysław Siemion*, Janusz Kapuśniak Otrzymywanie i przemysłowe zastosowanie sk[...]

Preparation and properties of products of oxidation of wheat starch Otrzymywanie i właściwości produktów utleniania skrobi pszennej DOI:10.12916/przemchem.2014.713


  Wheat starch was oxidized with H2O2 at 50°C in presence of CuSO4 as a catalyst. The starch oxidn. degree increased up to above 38% with the increasing amts. of H2O2 and CuSO4. Badano utlenianie skrobi pszennej za pomocą nadtlenku wodoru w obecności jonów miedzi(II) jako katalizatora. Przedstawiono wpływ ilości utleniacza oraz katalizatora na stopień utlenienia. Skrobia jest jednym z najbardziej znanych oraz powszechnie dostępnych polimerów biodegradowalnych1). Stanowią ją dwa polisacharydy: liniowa amyloza i rozgałęziona amylopektyna2). Skrobia znalazła wiele zastosowań w różnych gałęziach przemysłu3). Mają one jednak liczne ograniczenia związane ze specyficznymi właściwościami skrobi natywnej (nieprzetworzonej), wynikające przede wszystkim z jej dużej hydrofilności. Właściwości te poprawia się poprzez modyfikacje fizyczne, chemiczne lub enzymatyczne4). Spośród metod chemicznych najbardziej popularne są hydroliza i utlenianie. W celu utlenienia skrobi zastosowano do tej pory takie utleniacze, jak nadtlenek wodoru5, 6), chloran( I) sodu7, 8), jodan(VII) sodu9), powietrze z katalizatorami10, 11), tlenki azotu12), ozon, kwas azotowy(V), sole nadtlenokwasów oraz sole manganu( VII), chromu(VI), rtęci(II), uranu(VI) i ołowiu(IV)13, 14). Produkty utleniania skrobi znalazły liczne zastosowania. Ze względu na mniejszą lepkość oraz lepszą rozpuszczalność w wodzie w porównaniu ze skrobią natywną związki te są wykorzystywane m.in. w przemyśle spożywczym, włókienniczym i papierniczym. Szczególne zastosowania znalazły tzw. skrobie dialdehydowe powstające w wyniku rozerwania pierścienia glukopiranozowego pomiędzy atomami węgla C-2 i C-3 i utlenienia dwóch grup hydroksylowych. Metody utleniania skrobi i zastosowania produktów tej modyfikacji opisano w poprzednim artykule13). Jako tani, skuteczny oraz nie dający toksycznych produktów rozkładu utleniacz uznać można nadtlenek wodoru. Pojawiło się już kilka prac dotyczących jego zastosowania także[...]

Preparation and properties of corn starch oxidation products Otrzymywanie i właściwości produktów utleniania skrobi kukurydzianej DOI:10.12916/przemchem.2014.2226


  Corn starch was oxidized with H2O2 (1.5-7.5 mol/mol of anhydroglucose units) in presence of CuSO4 as a catalyst (up to 0.5%). The oxidn. degree increased from 5 up to above 57% with the increasing amts. of H2O2 and CuSO4. The soly. of the oxidized starch in water and elec. cond. of the aq. solns. increased while their pH decreased with increasing the oxidn. degree. Przedstawiono właściwości skrobi kukurydzianej utlenionej za pomocą nadtlenku wodoru w obecności jonów miedzi(II) jako katalizatora. Omówiono wpływ ilości utleniacza oraz katalizatora na stopień utlenienia. Uzyskano produkty o stopniu utlenienia od 5 do 57%. Skrobia jest powszechnie znanym polisacharydem stanowiącym materiał zapasowy roślin. Występuje przede wszystkim w ich korzeniach, bulwach i nasionach1). Skrobia składa się z dwóch głównych frakcji: praktycznie nierozgałęzionej amylozy oraz rozgałęzionej amylopektyny2). Skrobia natywna (niezmodyfikowana) stosowana jest przede wszystkim w przemyśle spożywczym, ale także w wielu branżach niespożywczych3). W celu zwiększenia obszarów zastosowań poprawia się właściwości skrobi przez poddanie jej modyfikacjom chemicznym, fizycznym lub enzymatycznym4). Spośród modyfikacji chemicznych stosowane są m.in. hydroliza kwasowa, estryfikacja, eteryfikacja oraz utlenianie5). Podczas utleniania skrobi zachodzi przemiana pierwszoi drugorzędowych grup hydroksylowych jednostek glukozowych skrobi (znajdujących się przy atomach węgla C-2, C-3 i C-6) w grupy karbonylowe i/lub karboksylowe6). Liczba utworzonych grup karboksylowych oraz karbonylowych w skrobi wskazuje na jej stopień utlenienia7). W celu utlenienia skrobi zastosowano do tej pory wiele utleniaczy. Produkty tej modyfikacji, zwłaszcza tzw. skrobie dialdehydowe, znajdują liczne zastosowania. Użyte do tej pory utleniacze oraz zastosowania produktów utleniania skrobi opisano poprzednio8, 9). Omówiono także wyniki uzyskane dla produktów utleniania skrobi pszennej za pomocą nad[...]

Chromatograficzna analiza produktów fermentacji opornych dekstryn


  Otrzymano nowe preparaty skrobiowe przez termolizę skrobi ziemniaczanej w obecności mieszaniny kwasów: nieorganicznego (chlorowodorowy) i organicznego (cytrynowy lub winowy) w kontrolowanych warunkach. Uzyskane produkty scharakteryzowano pod względem fizykochemicznym i strukturalnym. Rozrzut mas cząsteczkowych oznaczano metodą wysokosprawnej chromatografii wykluczenia (HPSEC), a średnią długość łańcuchów węglowodanowych w dekstrynach metodą wysokosprawnej chromatografii anionowymiennej (HPAEC). Skład produktów fermentacji dekstryn przez bakterie z rodzaju Lactobacillus i Bifidobacterium ustalono, wykorzystując wysokosprawną chromatografię cieczową (HPLC). Potato starch was hydrolyzed in the presence of HCl and citric or tartaric acids at 130°C for 2 or 3 h, resp., to dexstrins processed then by fermentation by Lactobacillus or Bifidobacterium genus bacteria. Scattering molecular masses of the dextrins were detd. by using exclusion chromatog., while their av. length of carbohydrate chains by using anion-exchange chromatog. The fermentation yielded MeCH(OH)COOH, AcOH, and, in some cases, HCOOH. Some amts. of EtCOOH, AcH and EtOH were also found in the fermentation products. Rosnący popyt na żywność funkcjonalną sprawia, że przemysł wciąż poszukuje substancji, które mogłyby być dodawane do żywności w celu poprawy jej właściwości. Jednym z najpopularniejszych składników tak wzbogacanej żywności są preparaty o właściwościach błonnika pokarmowego, których dzienne spożycie powinno wynosić ok. 30 g/osobę1). W związku z poszukiwaniem nowych preparatów błonnikowych ostatnio bardzo wzrosło zainteresowanie produktami fizycznej i chemicznej modyfikacji skrobi, które prowadzą do otrzymania skrobi opornej typu 4 (RS 4). Skrobię tę otrzymuje się, stosując standardowe metody modyfikacji chemicznej skrobi, takie jak sieciowanie i substytucja. Także produkty dekstrynizacji skrobi, prowadzonej w specyficznych warunkach, mogą wykazywać opo[...]

Przegląd metod chemicznej modyfikacji skrobi


  Dokonano przeglądu metod chemicznej modyfikacji skrobi stosowanych w celu poprawy jej właściwości mechanicznych i zwiększenia hydrofobowości. Omówiono sposoby otrzymywania i zastosowanie estrów i eterów skrobiowych, skrobi utlenionej, a w szczególności skrobi dialdehydowej. Przedstawiono możliwości wykorzystania skrobi modyfikowanej do otrzymywania skrobi termoplastycznej. Scharakteryzowano możliwości aplikacyjne skrobi termoplastycznej w zależności od pochodzenia botanicznego, budowy i stopnia modyfikacji skrobi oraz rodzaju użytego plastyfikatora. A review, with 80 refs., of starch properties and methods for its processing by plastification, esterification, etherification and oxidn. W wielu ośrodkach badawczych na całym świecie poszukuje się nowych przyjaznych dla środowiska biodegradowalnych materiałów opakowaniowych1). W tym celu w ostatnich latach wykorzystuje się surowce roślinne, często określane mianem biopolimerów2). Mogą to być polimery wytwarzane bezpośrednio z surowców naturalnych, takich jak polisacharydy (skrobia, celuloza, chityna i chitozan), polipeptydy pochodzenia naturalnego (żelatyna), poliestry bakteryjne, polimery uzyskiwane metodą klasycznej syntezy chemicznej z monomerów pochodzenia naturalnego, a także polimery produkowane przez mikroorganizmy i polimery produkowane z surowców petrochemicznych z udziałem polikaprolaktonu (PCL), poliestry amidowe, kopoliestry, poli(alkohol winylowy) (PVAL). Zastosowanie do wytwarzania biopolimerów surowców pochodzenia naturalnego stanowi alternatywę dla recyklingu tworzyw niedegradowalnych oraz oszczędza światowe zasoby ropy naftowej i gazu ziemnego, a także zmniejsza emisję CO2 do atmosfery Ziemi3). Budowa i właściwości skrobi Skrobia jest głównym materiałem zapasowym roślin. Występuje ona w ziarnach, korzeniach, bulwach i owocach roślin. Jest jednym z najbardziej rozpowszechnionych surowców naturalnych na Ziemi. Znalazła zastosowanie w różnych gałęziach przemysłu[...]

Otrzymywanie i właściwości fizykochemiczne skrobi utlenionej nadtlenkiem wodoru


  Przedstawiono wyniki badań utleniania skleikowanej skrobi ziemniaczanej nadtlenkiem wodoru bez udziału katalizatorów metalicznych. Przy użyciu zarejestrowanych widm FTIR potwierdzono otrzymanie skrobi utlenionej. Oznaczono jej rozpuszczalność w wodzie, zdolność pochłaniania wody, liczbowo i masowo średnią masę cząsteczkową oraz stopień krystaliczności. Otrzymano produkt o zwiększonej zawartości grup karbonylowych, dobrze rozpuszczalny w wodzie o zmniejszonej masie cząsteczkowej i niższym stopniu krystaliczności w porównaniu ze skrobią natywną (niemodyfikowaną). Native potato starch was gelatinized, oxidized with H2O2, dried and studied for presence of CO and COOH groups, water absorption, water soly. and structural changes. The oxidn. resulted in increasing the content of CO and COOH groups, esterification of COOH groups, degrdn. of polymer chains, decreasing their crystallinity and increasing soly. W XXI w. coraz większą uwagę zwraca się na możliwości wykorzystania surowców, półproduktów i produktów ubocznych pochodzących ze źródeł naturalnych. Ogromnego znaczenia nabierają tzw. "czyste" technologie, wykorzystujące materiały, które nie obciążają środowiska naturalnego. Takimi materiałami są polimery naturalne pochodzące ze źródeł odnawialnych (skrobia, celuloza, ligniny, chityna, chitozan). Skrobia należy do najbardziej rozpowszechnionych w przyrodzie polimerów naturalnych i jednocześnie jest najpowszechniej wykorzystywanym w przemyśle surowcem pochodzenia zbożowego. Jest surowcem odnawialnym i biodegradowalnym, co ma duże znaczenie w wykorzystaniu jej jako podstawowego surowca do produkcji wielu cennych materiałów o szerokim spektrum zastosowania1, 2). W formie surowej skrobia zużywana jest jednak w niewielkim stopniu. Skrobia niemodyfikowana (natywna) ma bardzo ograniczone zastosowanie praktyczne ze względu na słabą rozpuszczalność, silne właściwości hydrofilowe oraz niekorzystne właściwości mechaniczne. Dlatego też s[...]

Esterification of starch with fatty acids. New opportunities and challenges Estryfikacja skrobi kwasami tłuszczowymi. Nowe możliwości i wyzwania DOI:10.12916/przemchem.2014.472


  A review, with 126 refs., of reactions carried out in org. solvents, in solid state in microwave field, in presence of lipase biocatalysts and in ionic liqs. Dokonano przeglądu metod estryfikacji skrobi kwasami tłuszczowymi. Omówiono metody klasyczne z zastosowaniem rozpuszczalników organicznych w obecności lub bez katalizatorów chemicznych, estryfikację w polu mikrofalowym w fazie stałej, estryfikację biokatalizowaną enzymami z grupy lipaz oraz estryfikację prowadzoną w cieczach jonowych. Skrobia jest naturalnym, nietoksycznym, biokompatybilnym oraz biodegradowalnym polimerem otrzymywanym z odnawialnych źródeł i stosowanym w przemyśle spożywczym, papierniczym i farmaceutycznym oraz w przemyśle tworzyw sztucznych1-4). Skrobia natywna składa się z dwóch poliglukanów, jakimi są amyloza i amylopektyna. Amyloza jest liniową frakcją składającą się z cząsteczek α-D-glukopiranozy, połączonych wiązaniem α-(1→4)-glikozydowym, o masie cząsteczkowej 105-106 g/mol5-7). Amylopektyna, z masą cząsteczkową 106-107 g/mol, posiada łańcuchy boczne przyłączone za pomocą wiązań α-(1→6)-glikozydowych. Skrobia natywna występuje w formie dyskretnych i częściowo skrystalizowanych ziarenek8). Cechuje ją duża kruchość i niekompatybilność z hydrofobowymi polimerami. Ma ona także małą odporność na wilgoć, słabą jakość przetwórczą (z powodu wysokiej lepkości)9) oraz charakter silnie hydrofilowy. Właściwości te powodują istotne ograniczenia w wykorzystaniu skrobi do otrzymania nowego rodzaju materiałów10-12). W celu poprawy właściwości mechanicznych, a także hydrofobizacji skrobi, wykorzystuje się różnego typu modyfikacje. Opierają się one głównie na metodach fizycznych, chemicznych, enzymatycznych lub połączeniu tych metod. Chemiczna modyfikacja skrobi może być uważana za interesującą alternatywę rozszerzania zastosowań tego biopolimeru i umożliwić rozwój nowych "zielonych" technologii13). Wykorzystywana jest ona w celu poprawy[...]

 Strona 1